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Transistor

Der Transistor ist ein elementares Bauteil aus dem Bereich der Elektronik. Seine Funktionsweise beruht auf verschiedenartiger Verschaltung unterschiedlicher Halbleiterlemente. Einfach umschrieben handelt es sich bei einem Transistor um einen elektronisch steuerbaren Widerstand. Ein Transistor kann durch eine elektrische Spannung, bzw. einen elektrischen Strom mehr oder weniger leitend gemacht werden. Er ist damit als Schaltorgan oder verstärkendes Bauteil in einer Vielzahl von Anwendungen geeignet. Transistoren erreichen gegenüber mechanischen Schaltern um ein vielfach höhere Schaltgeschwindigkeiten und können mittlerweile auch für relativ große Leistungen eingesetzt werden. Nachteilig bei Transistoren ist die Temperaturabhängigkeit ihres Betriebsverhaltens.

Es gibt viele verschidenen Arten von Transistoren. Für eine grobe Einteilung kann zwischen folgenden Typen unterschieden werden:

  • Bipolartransistor

    Bei Bipolartransistoren gibt es zwei Halbleiterübergänge und auch zwei verschiedene Ladungsträgermechanismen. Ein Bipolartransistor wird durch Stromsignale gesteuert

  • Feldeffekttransistor
    Bei Feldeffekttransistoren gibt es nur eine Art von Ladungsträgermechanismus. Sie werden durch Spannungssignale gesteuert. Feldeffekttransistoren weisen dadurch geringere Schaltungsverluste als Bipolartransistoren auf.

    • Sperrschicht-Feldeffekttransistor (JFET)
      Über eine Steuerspannung wird die Breite eines Leitungskanals beeinflusst, der dem Elektronenstrom zur Verfügung gestellt wird. Ein Sperrschicht-Feldeffekttransistor ist immer selbstleitend, leitet also, wenn er nicht mit einer Spannung beaufschlagt wird.

    • Isolierschicht-Feldeffekttransistor (MOSFET)
      Der Steueranschluss wird über eine zusätzliche Isolierschicht abgetrennt. Dadurch kann die Ansteuerung praktisch leistungslos erfolgen.MOSFETs können selbstleitend und auch selbstsperrend sein. Aufgrund dieser Eigenschaften werden MOSFETs in großem Umfang in integrierten Schaltungen eingesetzt.



Miller-Kapazität

Die Miller-Kapazität liegt zwischen Gate und Kollektor eines Transistors und begrenzt seine Schaltgeschwindigkeit. Erst wenn die Miller-Kapazität aufgeladen wurde, kann die Spannung am Gate ansteigen und der Transistor beginnt einzuschalten. Beim Ausschalten verhält sich der Transistor dementsprechend umgekehrt.

Die Schaltgeschwindigkeit wird bestimmt durch die Millerkapazität und den maximalen Strom der steuernden Quelle und ist damit fest vorgegeben.



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